인공혈관 재료를 위한 collagen type IV가 도입된 나노섬유의 개발

Abstract

인공혈관재료에 건강한 내피층을 재생하는 것은 내막증식과 혈전 형성을 막는데 필수적이다. 이 연구에서는, 전기방사 나노섬유에 collagen type IV를 도입한 것이 인공혈관 재료의 빠른 내피화를 위한 혈관내피세포의 기능을 조절하는데 어떤 영향을 미치는지 연구하였다. Collagen type IV(COL-IV)는 내막층의 바로 아래 기저막의 주요 구성 성분이며 혈관의 형태를 조절한다. Collagen type IV를 도입하기 위해 PLLA 나노섬유를 인공혈관재료의 모델로 정하고 나노섬유에 감마선 조사를 통해 아크릴산을 그라프팅 하였다. 아크릴산의 그라프팅은 감마선 조사량과 아크릴산의 농도에 의존적이었고, 이를 통해 5 % 아크릴산 농도와 10 kGy의 감마선 조사량을 추후의 COL-IV 도입 조건으로 정하였다. COL-IV의 도입은 도입에 사용되는 COL-IV의 농도에 비례하였으며, ATR-FTIR과 XPS 분석을 통하여 화학적인 결합을 통해 도입됨을 확인하였다. 또한, 원자간력현미경을 통한 거칠기 분석으로도 COL-IV의 도입을 증명하였으며, PLLA 나노섬유의 거칠기가 표면개질을 거치면서 증가함을 확인하였다 (665.37 ± 13.20 nm 에서 1440.74 ± 33.24 nm 로 증가). 하지만, 나노섬유의 탄성률은 표면개질에 관계없이 약 1 MPa을 유지하였다. COL-IV가 도입된 나노섬유에서 혈관내피세포의 부착은 기존의 PLLA 나노섬유 보다 5배 증가하였다 (234 ± 41 cells/mm2 에서 1052 ± 138 cells/mm2). 또한, COL-IV의 도입은 혈관내피세포의 증식을 향상시켰고 빠른 내피화를 의미하는 단백질들의 발현을 증가시켰다. 따라서, 이 연구결과는 나노섬유에 아크릴산 그라프팅을 통한 COL-IV의 도입이 인공혈관재료의 표면개질에 있어 긍정적인 역할을 할 수 있을 것이라고 생각한다.